In slechts een paar jaar zal stedelijke luchtmobiliteit werkelijkheid worden, waardoor mensen op een handige manier kunnen reizen die beter geschikt is voor steden en hun inwoners. Het veilig integreren van deze grote toekomstige drones in ons stedelijke luchtruim vereist veel coördinatie en een grote hoeveelheid testen. Binnen de komende paar maanden zal het Europese project AMU-LED verschillende demonstratievluchten uitvoeren in stedelijke omgevingen in het Verenigd Koninkrijk, Nederland en Spanje.

Wat als de toekomst ambulances zou hebben die patiënten en kritieke medicijnen door de lucht vervoeren? Wat als brandweerlieden veilig en efficiënt branden konden bestrijden zonder mensenlevens in gevaar te brengen? Een toekomst waarin mensen sneller en efficiënter van punt tot punt kunnen reizen, met meer geoptimaliseerde diensten voor steden en hun bewoners. Die toekomst is niet slechts een visie – het is een werkelijkheid die ons over een paar jaar zal bereiken: Urban Air Mobility (UAM). UAM is een transformationeel mobiliteitsconcept voor stedelijke gebieden, waarbij verschillende soorten drones worden gebruikt om elke soort missie uit te voeren die erop gericht is het welzijn van individuen en organisaties te verbeteren.

U-space

Een van de belangrijkste mogelijkmakers voor UAM is U-space, een luchtverkeersbeheersysteem om de veilige en beveiligde integratie van drones mogelijk te maken. Net als het luchtverkeersbeheersysteem voor algemene luchtvaart, zal U-space ervoor zorgen dat drone-operaties veilig en efficiënt worden uitgevoerd. Echter, het systeem zal meer geautomatiseerd zijn dan de huidige luchtverkeersleiding, met minder menselijke interactie en de capaciteit om meer vluchten tegelijkertijd te verwerken. U-space kan worden gedefinieerd als een set van specifieke diensten en procedures die zijn ontworpen om veilige en efficiënte toegang tot het luchtruim te garanderen voor een groot aantal drones, die hoge niveaus van digitalisering en automatisering belichamen.

Scenario's in stedelijke omgevingen

Er is veel werk verricht aan de ontwikkeling van U-space en UAM door middel van onderzoeks- en innovatieprojecten en technologische ontwikkelingen. Een van deze initiatieven is het AMU-LED project – een zeer grootschalig demonstratieproject (VLD) gefinancierd door het SESAR Joint Undertaking onder het Horizon 2020 onderzoeks- en innovatieprogramma van de Europese Unie. AMU-LED zal de veilige integratie van bemande en onbemande vliegtuigen demonstreren door de inzet van U-space, met als uiteindelijke doel het realiseren van steeds duurzamere slimme steden. Dit zal worden gedaan door vliegdemonstraties uit te voeren met verschillende scenario's, situaties en use-cases in stedelijke omgevingen.

In deze demonstraties zal het project grote elektrische platforms met verticale start en landing (eVTOL) gebruiken voor passagiers- en vrachtvervoer, gecombineerd met kleinere onbemande luchtvaartsystemen (UAS) die goederen en medische benodigdheden bezorgen, toezicht houden of noodhulpdiensten ondersteunen.

Doelstellingen van AMU-LED

Het project begon twee jaar geleden in januari 2020 met als twee belangrijkste doelstellingen van het project het demonstreren van de veilige interactie van UAM met andere luchtruimgebruikers en het demonstreren van veilige UAM-vluchten. Na grondige voorbereiding kunnen de vliegdemonstraties die binnen AMU-LED plaatsvinden worden beschouwd als het eindproduct van het project, waarbij het operationele concept, de use-cases, scenario's, systeemarchitectuur en het U-space systeem dat in het project zullen worden gedefinieerd, in de praktijk worden gebracht.

“Na het uitvoeren van een indrukwekkende hoeveelheid werk, waarbij ons consortium geavanceerde operationele concepten voor UAM heeft ontwikkeld en geïmplementeerd, futuristische maar bijna nabije use-cases heeft voorbereid zoals luchthavenpendeldienst of last-mile pakketbezorging, en innovatieve onbemande verkeersbeheerservices heeft geïntegreerd, zijn we eindelijk klaar voor de start”, aldus Pablo Menéndez-Ponte Alonso, projectleider UTM van NTT DATA Spanje dat het Europese consortium van 17 verschillende entiteiten coördineert die deelnemen aan het AMU-LED project. “Cranfield is onze eerste, hoewel essentiële demonstratie, omdat het ons in staat zal stellen de gereedheid van deze technologie te begrijpen door de daadwerkelijke uitdaging aan te gaan.”

Uiteindelijk zullen er in totaal zeven demonstraties plaatsvinden, gedurende de zomer van 2022, in Cranfield (VK), Amsterdam (NL), Enschede (NL), Rotterdam (NL) en Santiago de Compostela (SP).

Uitwisseling van informatie

De variëteit aan locaties stelt het project in staat verschillende relevante aspecten op verschillende manieren te testen en te demonstreren, bijvoorbeeld door de meest efficiënte manier te beoordelen om informatie uit te wisselen tussen actoren (zoals de drones, hun piloten en het luchtverkeersbeheersysteem). Het project zal twee verschillende concepten testen voor het distribueren van relevante gegevens: een gecentraliseerde en een gedecentraliseerde architectuur. De gedecentraliseerde architectuur zal worden getest in Cranfield, Enschede en Rotterdam, en de gecentraliseerde architectuur in Amsterdam en Santiago de Compostela.

De informatie die moet worden uitgewisseld betreft allerlei soorten gegevens, zoals strategische en tactische informatie vóór en tijdens de vlucht, trackinggegevens (real-time informatie over de positie van de drone), adviesdienst voor tactische conflictoplossing (informatie om alle conflicten vóór en tijdens de vlucht te vermijden) en weer- en CNS-gegevens (Communicatie, Navigatie en Bewaking).

Wat kan worden verwacht tijdens de demonstraties?

Bovendien, aangezien U-space en UAM nog steeds concepten in ontwikkeling zijn, volgde AMU-LED de drie pijlers van innovatie – haalbaarheid, levensvatbaarheid en wenselijkheid – om ervoor te zorgen dat de demonstraties de basis bedekken voor een effectieve implementatie van UAM.

In juni beginnen de demonstraties met de haalbaarheidscase in Cranfield, waarin de gereedheid van de AMU-LED-oplossing, technologieën en systemen wordt bewezen. Deze tests worden geleid door Cranfield University en vinden plaats op Cranfield Airport, een unieke faciliteit die zijn eigen Luchtnavigatiedienstverlener en luchtverkeersleiders heeft, evenals zijn eigen piloten en vliegtuigen. Deze demonstratie zal een vereiste zijn voor de daaropvolgende demonstraties, waarbij wordt aangetoond dat de AMU-LED-oplossing klaar en veilig is voor testen in complexere omgevingen. Een tweede deel van de Cranfield-demonstratie zal in september plaatsvinden.

Na het bewijzen van de haalbaarheid van de AMU-LED-oplossing, zal het project in augustus doorgaan met het testen van de wenselijkheid van zijn oplossing in Amsterdam en Enschede, met de nadruk op publieke acceptatie en sociale impact.

In Amsterdam worden de tests geleid door het Nederlandse Lucht- en Ruimtevaartcentrum (NLR) en vinden ze plaats in het hart van de stad, op het Marineterrein. Met behulp van een focusgroep om gegevens te verzamelen, zal het team verschillende vliegdemonstraties uitvoeren waarin verschillende aspecten van U-space worden getest en bepaalde publieke acceptatie-indicatoren zoals geluidshinder, waargenomen veiligheid, vertrouwen in de technologie, privacyzorgen of visuele vervuiling. Op basis van de verzamelde gegevens zullen mitigerende maatregelen voor de zorgen die door de focusgroep zijn geuit, worden voorgesteld.

Enschede volgt, waarbij de sociale impact van UAM wordt aangetoond. Space53, een test- en innovatiecentrum voor onbemande systemen, is verantwoordelijk voor deze demonstratie, die plaatsvindt tussen de Space53-locatie op Technology Base en Twente Airport, en de stad Enschede. Verschillende maatschappelijk relevante use-cases zoals medische bezorging, brandbestrijding of politiesurveillance laten zien, zal deze demonstratie de sociale impact aantonen die UAM zal creëren wanneer het wordt geïmplementeerd.

In Rotterdam zal de economische levensvatbaarheid van UAM ook in augustus worden aangetoond. Deze test wordt gecoördineerd door AirHub en zal plaatsvinden in het havengebied van de stad. Dit gebeurt in samenwerking met het Havenbedrijf Rotterdam, dat de levensvatbaarheid van het direct vervoeren van bemanning van schepen naar het hotel wil onderzoeken. Andere use-cases zullen ook worden getoond, waarbij verschillende UAV's en VTOL-vliegtuigen worden gevlogen.

De stad Santiago de Compostela zal de laatste demonstratie van AMU-LED hosten, waarbij alle voorgaande aspecten – haalbaarheid, levensvatbaarheid en wenselijkheid – samenkomen in een grote finale show. Gecoördineerd door het technologiecentrum ITG – Fundación Instituto Tecnológico de Galicia, zal de demonstratie zich richten op de correcte implementatie van alle aspecten in stedelijke omgevingen, als de uiteindelijke showcase van hoe U-space Urban Air Mobility kan mogelijk maken. Dit zal in september en oktober worden gedemonstreerd.

Gedurende deze demonstraties verzamelt het projectteam gegevens over de verschillende geteste aspecten, die vervolgens geanalyseerd zullen worden. Dit zal het project in staat stellen resultaten op te stellen voor de verdere ontwikkeling van U-space, waarbij informatie wordt verstrekt over de meest efficiënte manier waarop U-space UAM kan vergemakkelijken, en het biedt een veilige, effectieve en levensvatbare oplossing voor slimme steden.

Dit project heeft financiering ontvangen van het SESAR Joint Undertaking (JU) onder subsidieovereenkomst nr. 101017702. De JU ontvangt steun van het Horizon 2020 onderzoeks- en innovatieprogramma van de Europese Unie en de SESAR JU-leden anders dan de Unie.